Ett team av forskare under ledning av Arizona State University (ASU) School of Earth and Space Exploration professor Lindy Elkins-Tanton har tillhandahållit det första direkta beviset någonsin för att omfattande kolförbränning i Sibirien är en orsak till Permo-Triassic Extinction, jordens allvarligaste utrotningshändelse. Resultaten av deras studie har nyligen publicerats i tidskriften Geologi .

För denna studie, det internationella teamet under ledning av Elkins-Tanton fokuserade på de vulkaniska stenarna (stenar skapade av explosiva vulkanutbrott) i Siberian Traps, en region av vulkaniskt berg i Ryssland. Den massiva utbrottshändelsen som bildade fällorna är en av de största kända vulkaniska händelserna under de senaste 500 miljoner åren. Utbrotten fortsatte i ungefär två miljoner år och sträckte sig över gränsen mellan Perm och Trias. I dag, området täcks av cirka tre miljoner kvadratkilometer basaltisk sten.

Detta är en idealisk plats för forskare som söker en förståelse för Permo-Triass utrotningshändelse, som påverkade allt liv på jorden för cirka 252 miljoner år sedan. Under denna händelse, upp till 96 % av alla marina arter och 70 % av landlevande ryggradsdjursarter dog ut.

Beräkningar av havsvattentemperaturen indikerar att vid toppen av utrotningen, jorden genomgick dödligt het global uppvärmning, där temperaturen i ekvatorialhavet översteg 104 grader Fahrenheit. Det tog miljontals år för ekosystemen att återupprättas och för arter att återhämta sig.

Bland de möjliga orsakerna till denna utrotningshändelse, och en av de mest långvariga hypoteserna, är att massivt brinnande kol ledde till katastrofal global uppvärmning, vilket i sin tur var förödande för livet. För att söka efter bevis för att stödja denna hypotes, Elkins-Tanton och hennes team började titta på regionen Siberian Traps, där det var känt att magman och lavorna från vulkaniska händelser brände en kombination av vegetation och kol.

Medan prover av vulkaniska plaster i regionen från början var svåra att hitta, teamet upptäckte så småningom en vetenskaplig artikel som beskrev hällar nära floden Angara. "Vi hittade höga flodklippor av ingenting annat än vulkaniska plaster, längs floden hundratals mil. Det var geologiskt häpnadsväckande, säger Elkins-Tanton.

Över sex år, teamet återvände upprepade gånger till Sibirien för fältarbete. De flög till avlägsna städer och släpptes med helikopter antingen för att flyta nerför floder och samla stenar, eller att vandra över skogarna. De samlade till slut över 1, 000 pund av prover, som delades med ett team av 30 forskare från åtta olika länder.

När proverna analyserades, teamet började se konstiga fragment i vulkaniska plaster som verkade som bränt trä, och i vissa fall, bränt kol. Ytterligare fältarbete gav ännu fler platser med träkol, kol, och till och med några klibbiga organiskt rika klatter i klipporna.

Elkins-Tanton samarbetade sedan med forskarkollegan och medförfattaren Steve Grasby från Geological Survey of Canada, som tidigare hittat mikroskopiska rester av bränt kol på en kanadensisk arktisk ö. Dessa lämningar daterades till slutet av Perm och ansågs ha flytt till Kanada från Sibirien när kol brann i Sibirien. Grasby fann att proverna från Siberian Traps som samlats in av Elkins-Tanton hade samma bevis på bränt kol.

"Vår studie visar att Siberian Traps-magma trängde in i och införlivade kol och organiskt material, ", säger Elkins-Tanton. "Det ger oss direkta bevis för att magman också förbrände stora mängder kol och organiskt material under utbrottet."

Och förändringarna vid slutet av Perm-utrotningen har anmärkningsvärda paralleller till vad som händer på jorden idag, inklusive förbränning av kolväten och kol, surt regn från svavel, och till och med ozonförstörande halokarboner.

"Att se dessa likheter ger oss extra impuls att vidta åtgärder nu, och även för att ytterligare förstå hur jorden reagerar på förändringar som dessa på längre sikt, säger Elkins-Tanton.